Support smartphone pour travail d'animation

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Projet réalisé par Philippe

Contexte et objectif

Voici un support de téléphone pour photographier des dessins sur feuille A4 avec un point de vue stable et répétable. L'usage se situe dans le cadre de travaux d'animation à base d'une succession de dessins qu'il s'agit de photographier un à un puis d'assembler pour faire une courte vidéo.

Le principe : chaque feuille est perforée et placée sur une barre à tenons ("pegbar" in English) pour un positionnement rapide et reproductible de manière précise. Les dessins ont été préalablement faits sur chaque feuille en s'aidant généralement d'une table lumineuse associée à la même barre à tenons, comme expliqué sur cette page. Il s'agit maintenant de photographier chaque dessin pour construire l'animation sur ordinateur. Pour cela un support est construit afin de positionner l'appareil photo (smartphone) de manière reproductible au dessus des feuilles.

Modélisation CAO

Ce que nous souhaitons construire



L'image ci-contre présente l'objet que nous souhaitons modéliser, qui devrait positionner en maintenir le smartphone à une certaine hauteur, avec son objectif centré sur la feuille de papier, et son champ de vision couvrant le format A4.

Mais comment calculer les angles et les longueurs des tiges pour arriver à ce résultat, quelles formules de trigonométrie dans l'espace allons-nous devoir mettre en œuvre ? Et comment calculer les formes des piètements pour que les tiges soient bien maintenues et proprement orientées dans l'espace ? Le plus simple sera probablement de décrire ce que nous souhaitons, et de confier à l'ordinateur les calculs de géométrie complexe. Voyons la démarche que nous avons suivie...





La pegbar est dessinée (on ajoute un 'N' "design" pour le prénom de l'utilisateur de l'appareil) et encastrée dans une table de format A4 + 3mm de marge tout autour.

Un plan est créé à bonne hauteur (241mm après essais du smartphone et mesure au réglet au dessus d'une feuille de papier) et le smartphone modélisé de manière à ce que l'objectif de l'appareil photo soit centré au dessus de la feuille de papier, hors pegbar.

Un petit patin carré est dessiné sous chaque angle de la table. Un support est dessiné sous le smartphone, un peu plus grand que celui-ci, et les lignes directrices des pieds sont tracées en joignant les angles des patins sous la table et du support de smartphone. Nous mettons un pied sur 3 des angles (le 4e angle est laissé libre pour faciliter l'accès aux feuilles de dessin) et nous "triangulons" pour améliorer la rigidité. Nous aurons donc 5 pieds en tout.

Nos calculs de trigonométrie dans l'espace, pour trouver les orientations et les longueurs de chaque tige viennent d'être effectués par le logiciel de CAO : Il nous a suffit de placer les deux rectangles en bonne position, et de joindre leurs angles par des segments de droites.

Chaque pied est alors modélisé en volume. Ils seront réalisés physiquement par des tubes alu de diamètre 8mm. Chaque tube est prolongé vers le haut et vers le bas afin de préparer leurs encastrements.

Des blocs sont ajoutés, englobant les extrémités des tubes, et une soustraction booléenne est effectuée pour préparer l'insertion des tubes dans ces blocs. Cette soustraction de volume est la deuxième opération de géométrie complexe permettant d'obtenir la forme et la position/orientation précise des piètements pour que les tubes se positionnent parfaitement entre la table et le support de smartphone. Ici encore, le logiciel de CAO fait le travail pour nous.

Des découpes supplémentaires sont effectuées dans la plaque support de smartphone, afin de dégager l'objectif et le flash, et on en profite pour alléger un peu cette plaque.

Il me reste à mentionner les perçages prévus pour fixer les pieds à la table. Nous prévoyns des vis M3 à tête fraisée. Les trous dans la table font diamètre 3.5mm, ils sont fraisurés en partie supérieure pour intégrer les têtes de vis, et des logements hexagonaux sont prévus sous les pieds pour encastrer les écrous. Enfin, un opercule de 0.2mm d'épaisseur ferme chaque passage d'écrou pour faciliter l'impression sans support.

La dernière image ci-dessous est celle du modèle final.

Réalisation pratique

Les pièces "vertes" ci-dessus sont fabriquées en impression 3D FDM, en PLA. DOnc les 3 gros pieds, le support de smartphone, ainsi que la pegbar.

Les tubes aluminium diamètre 8mm sont coupés à la longueur mesurée sur la CAO (heureusement que le logiciel fait ce travail de mesure pour nous !!), soit de droite à gauche : 301 mm; 319.4 mm; 275.5 mm; 294.1 mm; 281.6 mm.

La table est découpée dans une plaque de PMMA de 6mm d'épaisseur, percée, les trous chanfreinés avec une fraise à 90°. L'encoche de 2mm de profondeur pour placer la pegbar est obtenue à la défonceuse (opération délicate car la fraise tournant très (trop) vite, le PMMA a une fâcheuse tendance à fondre :-( )

La pegbar est finalement fixée par 2 points de colle dans l'encoche dédiée.

Vous voulez vous en faire un ?

Le modèle CAO paramétré est disponible sur Onshape. Voici le lien de visualisation, qui devrait vous permettre de voir ce support, de changer les paramètres de configuration (dimensions de la feuille, et hauteur du smartphone, dimensions des picots), de prendre des mesures, etc...

Si vous disposez d'un login Onshape (création gratuite pour les makers, l'éducation, etc...) vous pourrez exporter les différentes pièces en STL pour impression, ou la face de la table en DXF pour découpe. Vous pourrez aussi copier le Document pour y apporter des modifications plus profondes. Pour retrouver ce document sans le lien, cherchez dans le domaine Onshape Public "Animation_Stand_PM".

If you just want to print... STL files are available here.